Ako vyzerá železná ruda? Železná ruda: z čoho sa vyrába v modernom priemysle? Proces výroby železa

V učebniciach o svete okolo mňa v prvom, druhom, treťom a štvrtom ročníku študujem kamene, rudy a minerály. Učiteľ často zadáva domácu úlohu, aby pripravil správu, správu alebo prezentáciu o niektorej rude podľa výberu študenta. Jednou z najobľúbenejších a najpotrebnejších vecí v živote ľudí je železná ruda. Poďme sa o nej porozprávať.

Železná ruda

Budem hovoriť o železnej rude. Železná ruda je hlavným zdrojom železa. Býva čierny, jemne lesklý, časom sčervenie, je veľmi tvrdý a priťahuje kovové predmety.

Takmer všetky hlavné ložiská Železná ruda sa nachádzajú v horninách, ktoré vznikli pred viac ako miliardou rokov. V tom čase bola Zem pokrytá oceánmi. Planéta obsahovala veľa železa a vo vode bolo rozpustené železo. Keď sa vo vode objavili prvé organizmy, ktoré vytvorili kyslík, začala reagovať so železom. Výsledné látky sa vo veľkom množstve usadili na morskom dne, stlačili sa a premenili na rudu. Časom voda opadla a teraz človek ťaží túto železnú rudu.

Železná ruda vzniká aj pri vysokých teplotách, napríklad pri erupcii sopky. Preto sa jeho ložiská nachádzajú aj v horách.

Existujú odlišné typy rudy: magnetická železná ruda, červená a hnedá železná ruda, železný nosník.

Železná ruda sa nachádza všade, ale zvyčajne sa ťaží len tam, kde aspoň polovicu rudy tvoria zlúčeniny železa. V Rusku sa ložiská železnej rudy nachádzajú na Urale, na polostrove Kola, na Altaji, v Karélii, no najväčším ložiskom železnej rudy v Rusku a na svete je kurská magnetická anomália.

Ložiská rudy na jej území sa odhadujú na 200 miliárd ton. To predstavuje asi polovicu všetkých zásob železnej rudy na planéte. Nachádza sa na území regiónov Kursk, Belgorod a Oryol. Nachádza sa tu najväčší svetový lom na ťažbu železnej rudy – Lebedinsky GOK. Toto je obrovská diera. Lom dosahuje hĺbku 450 metrov a šírku asi 5 km.

Najprv sa ruda odpáli, aby sa rozbila na kúsky. Bagre na dne lomu zbierajú tieto kusy do obrovských sklápačov. Vyklápače nakladajú železnú rudu do špeciálnych vlakových vozňov, ktoré ju vyvezú z lomu a odvezú do závodu na spracovanie.

V závode sa ruda drví a potom sa posiela do magnetického bubna. Všetko železo sa prilepí na bubon a všetko, čo nie je železo, sa zmyje vodou. Železo sa zbiera a taví na brikety. Teraz z nej môžete taviť oceľ a vyrábať výrobky.

Správa pripravená
Žiak 4B ročníka
Maxim Egorov

Rusko je krajina, ktorú príroda štedro obdarila takým nerastným bohatstvom, akým je železná ruda. Aby sme toto šťastie aspoň zhruba ocenili, stačí si predstaviť úlohu kovových predmetov v našom živote a postaviť logický most ku kategóriám produkcie.

Nie nadarmo, keď pred stovkami storočí prvýkrát vstúpili do života ľudí, zmeny v spôsobe života a vedomia ľudstva sa ukázali byť také veľké, že sa táto éra začala nazývať „doba železná“.

Čo je železná ruda a ako vyzerá?

Útvary v zemskej kôre obsahujúce železo vo viac-menej čistej forme alebo jeho zlúčeniny s inými látkami: kyslík, síra, kremík atď.

Takéto ložiská sa nazývajú ruda, keď je ťažba hodnotnej látky v priemyselnom meradle ekonomicky zisková.

Existuje mnoho druhov takýchto minerálnych útvarov. Druhovým vodcom geologickej horniny je v gréčtine červená železná ruda alebo hematit. Názov preložený z gréčtiny znamená „krvavo červená“, má chemický vzorec– Fe 2 O 3 .

Oxid železitý má komplexnú farbu od čiernej po čerešňovú a červenú. Nepriehľadný, môže byť prašný a hustý (v druhom prípade má povrchový lesk).

Rôznorodý tvar - nachádza sa vo forme zŕn, šupín, kryštálov a dokonca aj ružového púčika.

Tvorba železnej rudy

Minerály obsahujúce železo užitočné pre ľudí možno na základe ich pôvodu v prírode rozdeliť do niekoľkých hlavných skupín:

  1. Magmatogénne formácie sa tvoria pod vplyvom vysokých teplôt.
  2. Exogénne – vznikli v údoliach riek v dôsledku zrážok a zvetrávania hornín.
  3. Metamorfogénne - vznikli na základe starých sedimentárnych usadenín z vysokého tlaku a tepla.

Tieto skupiny sú zase rozdelené do mnohých poddruhov.

Druhy železných rúd a ich vlastnosti

Z ekonomického hľadiska sú klasifikované predovšetkým podľa obsahu železa:

  1. Vysoká – viac ako 55 %. Nejde o prírodné útvary, ale už o priemyselný polotovar.
  2. Priemerná. Príkladom je sintrová ruda. Získava sa z prírodných surovín bohatých na železo mechanickým pôsobením.
  3. Nízka – menej ako 20 %. Tie sa získavajú ako výsledok magnetickej separácie.

Miesto ťažby rudy je tiež ekonomicky dôležité:

  1. Lineárne – ležia v miestach priehlbín zemského povrchu, najbohatšie na železo, s nízkym obsahom síry a fosforu.
  2. Ploché - v prírode vznikajú na povrchu kremencov s obsahom železa.

Podľa geologických parametrov sú okrem hematitov rozšírené a aktívne používané:

  1. Hnedá železná ruda (nFe 2 O 3 + nH 2 O) je oxid kovu za účasti vody, zvyčajne na báze limonitov. Charakteristická špinavo žltkastá farba, sypká, pórovitá. Cenný kov obsahuje od štvrť do päťdesiat percent. Nie veľa - ale látka je dobre obnovená. Je obohatený pre ďalšiu výrobu dobrej liatiny.
  2. Magnetická železná ruda, magnetit - prírodný oxid železa (Fe 3 O 4). Druhy hematitu sú menej časté, ale obsahujú viac ako 70% železa. Sú husté a zrnité, vo forme kryštálov zapustených do horniny, čiernej a modrej farby. Spočiatku má zlúčenina magnetické vlastnosti, vystavenie vysokým teplotám ich neutralizuje.
  3. Železná ruda obsahujúca siderit FeCO 3.
  4. V rude je veľký podiel hliny, ďalej je to hlina železná ruda. Vzácny druh s relatívne nízkym obsahom železa a dutinami.

Ložiská železnej rudy v Rusku

Najväčšie ložisko na svete je Kurská magnetická anomália. Tento prírodný výtvor je taký grandiózny, že sa ho ľudia snažia pochopiť už od konca 16. storočia. Navigačné prístroje sa zbláznili zo sily elektrického poľa pôsobiaceho z podzemia na ploche viac ako 150 štvorcových kilometrov. Zásoby rudy dosahujú miliardy ton.

V ložisku Olenegorsk pri Muromsku vznikajú ložiská magnetitových kremencov.

Na polostrove Kola sa ťaží magnetit, olivín, apatit a magnezioferit z akumulácie Eisko-Kovdor a v Karélii na území ložiska Kostomuksha je veľa baní.

Jedno z najstarších miest na ťažbu rúd, ktoré možno nájsť na mape Ruska, sa nachádza v Sverdlovská oblasť. Dodáva materiál už od konca 18. storočia a nazýva sa skupina ložísk Kachkanar.

Odkaz podnikateľov Demidovovcov z petrovského obdobia sa aktívne pretvára. Koncom 20. storočia sa tu začala rozvíjať akumulácia Gusevogorských rúd.

Zásoby železnej rudy vo svete

Po grandióznej akumulácii pri Kursku najväčší takýto fenomén na svete geografická mapa– pás železných ložísk ložiska Krivoj Rog na Ukrajine.

Mapa ložísk železnej rudy vo svete (kliknutím zväčšíte)

O bohatstvo lotrinskej železorudnej panvy sa delia tri európske krajiny – Francúzsko, Luxembursko a Belgicko.

V Severnej Amerike fungujú veľké bane v Newfoundlande, na ostrove Belle a neďaleko mesta Labrador. Na juhu sa miesta bohaté na rudu nazývali Itabira a Karazhas.

Severovýchodná India má tiež pôsobivé zásoby rudy a na africkom kontinente sa ťaží v guinejskom meste Conakry.

Zoznam distribúcie podľa krajín vyzerá takto:

Ťažba železnej rudy

Prvým kritériom pre metódy ťažby je miesto, kde sa práca vykonáva:

  1. Na zemi: keď sa fosílie vyskytujú nie viac ako pol kilometra od povrchu. V tomto prípade je ekonomicky výhodnejšie (a pre životné prostredie drahšie) hĺbiť obrie lomy odstrelom a špeciálne vybavenie. Toto je metóda ťažby s otvoreným zdrojom.
  2. Podzemie: veľké ponorenie rudy do útrob zeme si vyžaduje vytvorenie bane. Uzavretá metóda ťažby nie je pre ekologický systém taká traumatická, ale pre človeka je náročnejšia na prácu a nebezpečnejšia.

Vyťažená ruda sa odváža do závodu, kde sa surovina rozdrví na následné obohatenie. Železo sa odčerpáva z chemických zlúčenín s inými prvkami.

Niekedy na to musíte prejsť nie jedným, ale niekoľkými procesmi:

  1. Gravitačná separácia (častice rudy sa v dôsledku rôznych fyzikálnych hustôt rozpadajú v dôsledku mechanických účinkov na materiál - drvenie, vibrácie, rotácia a preosievanie).
  2. Flotácia (oxidácia rovnomerne rozdrvených surovín vzduchom, ktorý na seba prichytáva kov).
  3. Magnetické oddelenie:
    • nečistota sa vymyje prúdom vody a kov sa odtiahne magnetom - získa sa koncentrát rudy;
    • produkt magnetickej separácie prechádza flotáciou - surovina odhaľuje ďalšiu polovicu železa v jeho čistej forme.
  4. Komplexná metóda: pomocou všetkých vyššie uvedených procesov, niekedy niekoľkokrát.

Výsledné horúce briketované železo sa posiela do elektrometalurgického závodu, kde má formu kovového predvalku štandardných tvarov alebo vyrobeného na mieru do 12 metrov. A liatina sa posiela do výroby vysokej pece.

Aplikácie železnej rudy

Účel použitia – výroba liatiny a ocele.

A používajú sa na výrobu veľkého množstva rôznych vecí, ktoré nás obklopujú: autá, kancelárske vybavenie, potrubia, riad a stroje, umelecké kovanie a rôzne nástroje.

Záver

Zásoby železnej rudy sú na mapách vyznačené vo forme rovnoramenného trojuholníka so širokou čiernou základňou. Značka vyjadruje celú podstatu metalurgie železa: toto stabilný základ moderná výrobná ekonomika, ktorú väčšina finančníkov stále považuje za pravdivú – na rozdiel od rôznych trhov s kryptomenami.

Dnes je ťažké si predstaviť život bez ocele, z ktorej je vyrobených veľa vecí okolo nás. Základom tohto kovu je železo, získané tavením rudy. Železná ruda sa líši pôvodom, kvalitou a spôsobom ťažby, od čoho závisí uskutočniteľnosť jej ťažby. Železná ruda sa líši aj minerálnym zložením, percentom kovov a nečistôt, ako aj užitočnosťou samotných prísad.

Železo ako chemický prvok je súčasťou zloženia mnohých hornín, nie všetky sa však považujú za suroviny na ťažbu. Všetko závisí od percentuálneho zloženia látky. Konkrétne, železo sa vzťahuje na minerálne formácie, v ktorých objem užitočného kovu robí jeho ťažbu ekonomicky uskutočniteľnou.

Ťažba takýchto surovín sa začala pred 3000 rokmi, pretože železo umožnilo vyrábať kvalitnejšie trvanlivé výrobky v porovnaní s meďou a bronzom (pozri). A už vtedy remeselníci, ktorí mali huty, rozlišovali druhy rudy.

Dnes sa na ďalšie tavenie kovov ťažia tieto druhy surovín:

  • titán-magnetit;
  • Apatit-magnetit;
  • magnetit;
  • magnetit-hematit;
  • Goethit-hydrogoethit.

Železná ruda sa považuje za bohatú, ak obsahuje aspoň 57 % železa. Vývoj však možno považovať za uskutočniteľný na úrovni 26 %.

Železo v hornine je najčastejšie vo forme oxidov, zvyšnými prísadami sú oxidy kremičité, síra a fosfor.

Všetky v súčasnosti známe druhy rúd vznikli tromi spôsobmi:

  • Magmatický. Takéto rudy vznikli v dôsledku expozície vysoká teplota magma alebo dávna vulkanická činnosť, teda tavenie a miešanie iných hornín. Takéto minerály sú tvrdé kryštalické minerály s vysokým percentom železa. Rudné ložiská magmatického pôvodu sú zvyčajne spojené so starými horskými oblasťami, kde sa roztavená látka približovala k povrchu.

Proces vzniku vyvrelých hornín je nasledovný: tavenina rôznych minerálov (magma) je veľmi tekutá látka a keď sa v miestach zlomov vytvoria trhliny, vyplní ich, ochladí a získa kryštalickú štruktúru. Takto sa vytvorili vrstvy so zmrazeným zemská kôra magma.

  • Metamorfný. Takto sa premieňajú sedimentárne typy minerálov. Proces je nasledovný: pri pohybe jednotlivých úsekov zemskej kôry niektoré jej vrstvy obsahujúce potrebné prvky spadnú pod podložné horniny. V hĺbke sú náchylné na vysokú teplotu a tlak horných vrstiev. Počas miliónov rokov takéhoto vystavenia tu dochádza k chemickým reakciám, ktoré transformujú zloženie východiskového materiálu a kryštalizujú látku. Potom pri ďalšom pohybe skončia skaly bližšie k povrchu.

Železná ruda tohto pôvodu zvyčajne neleží príliš hlboko a má vysoké percento užitočného kovového zloženia. Napríklad svetlým príkladom je magnetická železná ruda (až 73-75% železa).

  • Sedimentárne. Hlavnými „pracovníkmi“ v procese tvorby rudy sú voda a vietor. Ničenie vrstiev hornín a ich presúvanie do nížin, kde sa hromadia vo forme vrstiev. Navyše voda ako činidlo môže modifikovať zdrojový materiál (lúhovať). V dôsledku toho vzniká hnedá železná ruda - drobivá a sypká ruda obsahujúca od 30% do 40% železa, s veľké množstvo rôzne nečistoty.

Vplyvom rôznych spôsobov vzniku sa suroviny často vo vrstvách miešajú s ílmi, vápencami a vyvrelinami. Niekedy sa na jednom poli môžu zmiešať ložiská rôzneho pôvodu. Najčastejšie však prevláda jeden z uvedených typov plemien.

Po vytvorení približného obrazu procesov prebiehajúcich v určitej oblasti pomocou geologického prieskumu sa určia možné lokality so železnými rudami. Ako napríklad kurská magnetická anomália, či panva Krivoj Rog, kde v dôsledku magmatických a metamorfných vplyvov vznikli priemyselne hodnotné druhy železnej rudy.

Ťažba železnej rudy v priemyselnom meradle

Ľudstvo začalo ťažiť rudu už veľmi dávno, najčastejšie však išlo o nekvalitnú surovinu s výraznými prímesami síry (usadené horniny, tzv. močiarne železo). Rozsah vývoja a tavby sa neustále zvyšoval. Dnes je vybudovaná celá klasifikácia rôznych ložísk železných rúd.

Hlavné typy priemyselných ložísk

Všetky ložiská rúd sú rozdelené do typov v závislosti od pôvodu horniny, čo zase umožňuje rozlíšiť hlavné a vedľajšie oblasti železnej rudy.

Hlavné typy priemyselných ložísk železnej rudy

Patria sem tieto vklady:

  • Ložiská rôznych druhov železnej rudy (železité kremence, magnetické železné rudy), tvorené metamorfnou metódou, ktorá umožňuje ťažiť rudy veľmi bohaté na zloženie. Ložiská sú zvyčajne spojené s dávnymi procesmi tvorby hornín v zemskej kôre a ležia na formáciách nazývaných štíty.

Kryštalický štít je útvar v tvare veľkej zakrivenej šošovky. Pozostáva z hornín vytvorených počas formovania zemskej kôry pred 4,5 miliardami rokov.

Najznámejšie ložiská tohto typu sú: Magnetická anomália Kursk, panva Krivoy Rog, Horné jazero (USA/Kanada), provincia Hamersley v Austrálii a oblasť železnej rudy Minas Gerais v Brazílii.

  • Ložiská vrstevnatých sedimentárnych hornín. Tieto ložiská vznikli v dôsledku sedimentácie zlúčenín bohatých na železo, ktoré sú prítomné v mineráloch zničených vetrom a vodou. Pozoruhodným príkladom železnej rudy v takýchto ložiskách je hnedá železná ruda.

Najznámejšie a najväčšie ložiská sú Lotrinska panva vo Francúzsku a Kerčská panva na rovnomennom polostrove (Rusko).

  • Skarnové ložiská. Zvyčajne je ruda magmatického a metamorfného pôvodu, ktorej vrstvy boli po vytvorení premiestnené v čase vzniku pohorí. To znamená, že železná ruda, ktorá sa nachádza vo vrstvách v hĺbke, bola rozdrvená do záhybov a presunutá na povrch počas pohybu litosférických dosiek. Takéto ložiská sa často nachádzajú v zložených oblastiach vo forme vrstiev alebo stĺpikov nepravidelného tvaru. Vznikol magmaticky. Zástupcovia takýchto ložísk: Magnitogorskoye (Ural, Rusko), Sarbaiskoye (Kazachstan), Iron Springs (USA) a ďalšie.
  • Ložiská titán-magnetitovej rudy. Ich pôvod je magmatický, najčastejšie sa vyskytujú na odkryvoch prastarého podložia – štítoch. Patria sem kotliny a polia v Nórsku, Kanade, Rusku (Kachkanarskoye, Kusinskoye).

Sekundárne ložiská zahŕňajú: apatit-magnetit, magno-magnetit, siderit, ložiská feromangánu vyvinuté v Rusku, európskych krajinách, na Kube a iné.

Zásoby železnej rudy vo svete - popredné krajiny

Dnes sú podľa rôznych odhadov preskúmané ložiská s celkovým objemom 160 miliárd ton rudy, z ktorých možno získať asi 80 miliárd ton kovu.

US Geological Survey uvádza údaje, podľa ktorých Rusko a Brazília tvoria asi 18 % svetových zásob železnej rudy.

Pokiaľ ide o zásoby železa, možno identifikovať tieto vedúce krajiny:

Obrázok svetových zásob rudy vyzerá takto:

Väčšina týchto krajín je zároveň najväčším vývozcom železnej rudy. Vo všeobecnosti je objem predaných surovín asi 960 miliónov ton ročne. Najväčšími dovozcami sú Japonsko, Čína, Nemecko, Južná Kórea, Taiwan, Francúzsko.

Do ťažby a predaja surovín sa zvyčajne zapájajú súkromné ​​spoločnosti. Napríklad najväčšie u nás sú Metallinvest a Evrazholding, produkujúce spolu asi 100 miliónov ton produktov zo železnej rudy.

Podľa odhadov toho istého US Geological Survey objemy ťažby a produkcie neustále rastú, ročne sa vyťaží asi 2,5-3 miliardy ton rudy, čo znižuje jej hodnotu na svetovom trhu.

Prirážka na 1 tonu je dnes približne 40 dolárov. Rekordná cena bola zaznamenaná v roku 2007 – 180 USD/tona.

Ako sa ťaží železná ruda?

Vrstvy železnej rudy ležia v rôznych hĺbkach, čo určuje, ako sa získava z podložia.

Spôsob kariéry. Najbežnejší spôsob ťažby sa používa, keď sa ložiská nachádzajú v hĺbke okolo 200-300 metrov. K rozvoju dochádza pomocou výkonných rýpadiel a zariadení na drvenie skál. Potom sa naloží na prepravu do spracovateľských závodov.

Moja metóda. Pre hlbšie vrstvy (600-900 metrov) sa používa banská metóda. Spočiatku sa prerazí mínové zarovnanie, z ktorého sa pozdĺž vrstiev vyvíjajú záveje. Odkiaľ sa drvina dodáva „do hory“ pomocou dopravníkov. Ruda z baní sa posiela aj do spracovateľských závodov.

Hydraulická výroba vrtu. V prvom rade sa pre vrtnú hydraulickú ťažbu vyvŕta vrt do horninovej vrstvy. Potom sa potrubia privedú do cieľa a ruda sa rozdrví silným tlakom vody na ďalšiu extrakciu. Ale táto metóda má dnes veľmi nízku účinnosť a používa sa pomerne zriedka. Napríklad 3 % surovín sa ťaží touto metódou a 70 % banskou metódou.

Po vyťažení sa musí materiál železnej rudy spracovať, aby sa získala hlavná surovina na tavenie kovov.

Keďže zloženie rúd okrem potrebného železa obsahuje aj veľa nečistôt, na získanie maximálneho úžitkového výťažku je potrebné horninu očistiť prípravou materiálu (koncentrátu) na tavenie. Celý proces prebieha v banských a spracovateľských závodoch. TO rôzne druhy rudy, uplatňujú svoje vlastné techniky a metódy čistenia a odstraňovania nepotrebných nečistôt.

Napríklad technologický reťazec obohacovania magnetických železných rúd je takýto:

  • Na začiatku ruda prechádza stupňom drvenia v drviarňach (napríklad čeľusťových drvičoch) a je privádzaná dopravným pásom do separačnej stanice.
  • Pomocou elektromagnetických separátorov sa časti magnetickej železnej rudy oddeľujú od odpadovej horniny.
  • Potom sa rudná hmota prepraví na ďalšie drvenie.
  • Rozdrvené nerasty sa presúvajú na ďalšiu čistiacu stanicu, takzvané vibračné sitá, kde sa preosieva užitočná ruda, ktorá sa oddeľuje od ľahkej odpadovej horniny.
  • Ďalším stupňom je násypka jemnej rudy, v ktorej sa vibráciami oddeľujú drobné čiastočky nečistôt.
  • Nasledujúce cykly zahŕňajú ďalšie pridávanie vody, mletie a prechod rudnej hmoty cez kalové čerpadlá, ktoré odstraňujú nepotrebný kal (odpad) spolu s kvapalinou a opäť drvenie.
  • Po opakovanom čistení čerpadlami sa ruda dostáva na sito tzv gravitačnou metódou opäť čistí minerály.
  • Opakovane čistená zmes sa privádza do dehydratátora, ktorý odstraňuje vodu.
  • Vysušená ruda opäť putuje do magnetických separátorov a až potom do plynokvapalinovej stanice.

Hnedá železná ruda sa čistí podľa trochu iných princípov, ale podstata sa nemení, pretože hlavnou úlohou obohacovanie - získať najčistejšie suroviny na výrobu.

Výsledkom obohacovania je koncentrát železnej rudy, ktorý sa používa pri tavení.

Čo sa vyrába zo železnej rudy - využitie železnej rudy

Je zrejmé, že železná ruda sa používa na získavanie kovu. Ale pred dvetisíc rokmi si metalurgovia uvedomili, že železo je vo svojej čistej forme pomerne mäkký materiál, z ktorého sú výrobky o niečo lepšie ako bronz. Výsledkom bol objav zliatiny železa a uhlíka – ocele.

Uhlík pre oceľ hrá úlohu cementu, spevňuje materiál. Takáto zliatina zvyčajne obsahuje od 0,1 do 2,14 % uhlíka a viac ako 0,6 % už tvorí oceľ s vysokým obsahom uhlíka.

Dnes sa z tohto kovu vyrába obrovský zoznam výrobkov, zariadení a strojov. Vynález ocele však súvisel s rozvojom zbrojárstva, remeselníkov, v ktorých sa snažili získať materiál s trvanlivými vlastnosťami, no zároveň s vynikajúcou pružnosťou, kujnosťou a inými technickými, fyzikálnymi a chemické vlastnosti. Dnes má vysokokvalitný kov aj ďalšie prísady, ktoré ho legujú a dodávajú mu tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu.

Druhým materiálom, ktorý sa vyrába zo železnej rudy, je liatina. Ide tiež o zliatinu železa a uhlíka, ktorá obsahuje viac ako 2,14 %.

Liatina bola dlho považovaná za zbytočný materiál, ktorý sa získaval buď pri porušení technológie tavenia ocele, alebo ako vedľajší kov usadzujúci sa na dne taviacich pecí. Väčšinou sa vyhadzoval a nedá sa vykovať (je krehký a prakticky nie je tvárny).

Pred príchodom delostrelectva sa na farme snažili použiť liatinu rôzne cesty. Napríklad v stavebníctve sa z neho vyrábali základové bloky, v Indii sa vyrábali rakvy a v Číne sa spočiatku dokonca razili mince. Nástup kanónov umožnil použiť liatinu na odlievanie delových gúľ.

Dnes sa liatina používa v mnohých priemyselných odvetviach, najmä v strojárstve. Tento kov sa používa aj na výrobu ocele (otvorené nístejové pece a Bessmerova metóda).

So zvyšujúcou sa produkciou je potrebných stále viac materiálov, čo prispieva k intenzívnej ťažbe. Vyspelé krajiny však považujú za vhodnejšie dovážať relatívne lacné suroviny, čím sa znižuje objem ich vlastnej výroby. To umožňuje hlavným vyvážajúcim krajinám zvýšiť produkciu železnej rudy s jej ďalším obohacovaním a predajom ako koncentrát.

Železná ruda je minerálna formácia, ktorej hlavnou zložkou je železo. Pre priemyselnú ťažbu je vhodná a ekonomicky výhodná ruda s vysokým obsahom železa, viac ako 40 %, najvyššie percento železa prítomného v magnetickej železnej rude je 70 %.

Svetové zásoby železnej rudy

Ťažba železnej rudy je jedným z popredných odvetví priemyselného komplexu v Rusku. Napriek tomu naša krajina produkuje len 5,6 % z celkovej produkcie rudy vo svete. Celkovo dosahujú svetové zásoby viac ako 160 miliárd ton. Podľa predbežných odhadov môže obsah čistého železa dosiahnuť až 80 miliárd ton. Rozdelenie zásob železnej rudy podľa krajín:

Mapa zásob železnej rudy v Rusku

  • Ruská federácia – 18%;
  • Čínska ľudová republika – 9 %;
  • Austrália – 14 %;
  • Brazília – 18 %;
  • Ukrajina – 11 %
  • Kanada – 8 %
  • USA – 7 %
  • Ostatné krajiny – 15 %.

Železné rudy sa zvyčajne vyznačujú obsahom železa, ako aj minerálne zloženie(nečistoty). Rudy sa tiež delia na bohaté na železo (viac ako polovica železa), obyčajné (od štvrtiny do polovice) a chudobné (menej ako štvrtina obsahu železa).

Magnetická železná ruda, obsahujúca maximálne množstvo železa, sa ťaží v Rusku na Urale - v pohorí Vysokaya a Magnitnaya; Kachkanar, Grace.

Veľké ložiská vo Švédsku v blízkosti miest Falun, Gellivar a Dannemor. V USA sú významné ložiská v štáte Pensylvánia. V Nórsku - Persberg a Arendal. Rusko je na treťom mieste na svete z hľadiska počtu ložísk rudy na svete. Na prvom mieste je Brazília, na druhom Austrália. Zásoby železnej rudy v Rusku dnes dosahujú viac ako 50 miliárd ton.

Najväčšie vklady

Ložisko železnej rudy Bakchar sa nachádza v regióne Tomsk medzi dvoma riekami - Andormou a Iksou. Patrí medzi najväčšie nielen v Rusku, ale aj na svete. Zásoby sa odhadujú približne na 28,7 miliardy ton. Zapnuté tento moment V tejto oblasti sa aktívne zavádzajú nové technológie, ako napríklad hydraulická výroba vo vrtoch, a nie povrchová ťažba ako predtým.


Ložiská železnej rudy v Rusku, kde prebieha ťažba

Kurská magnetická anomália v Rusku je najväčšia železná ruda na svete. Podľa najkonzervatívnejších odhadov sú zásoby tohto poľa 200 miliárd ton. Ložiská kurskej magnetickej anomálie tvoria asi polovicu všetkých svetových zásob železnej rudy. Táto železorudná panva sa nachádza na území troch regiónov naraz: Kursk, Oryol a Belgorod. Je tiež zvykom zahrnúť polia Chernyanskoye a Prioskolskoye ako súčasť kurskej magnetickej anomálie.

Abakanské ložisko železnej rudy sa nachádza neďaleko mesta Abaza v Khakasskej republike. Najprv sa robila povrchová ťažba a potom pod zemou (bane). Hĺbka baní dosahuje 400 metrov.

Ložisko železnej rudy Abagaskoye sa nachádza na území Krasnojarsk. Hlavné rudy: magnezit, vysoký obsah oxidu hlinitého a horčík. Ložisko je rozdelené do dvoch hlavných zón: Severná (2300 metrov) a Južná (viac ako 2600 metrov). Vývoj prebieha otvoreným spôsobom.

Extrakčné metódy

Všetky metódy ťažby hornín možno rozdeliť do 2 hlavných typov: otvorené (lomy) a uzavreté (bane). Otvorená cestaťažba spôsobuje väčšie škody na životnom prostredí, na rozdiel uzavretá metóda. Jeho použitie si však vyžaduje malé kapitálové investície. Ruda, ktorá leží plytko v zemskej kôre (do 500 m), sa ťaží povrchovou ťažbou.

V počiatočnom štádiu sa vrchná vrstva pôdy odreže. Ďalšie akcie sú zamerané na ťažbu horniny pomocou špeciálnych vedier, nakladanie na dopravníky a dodávanie do spracovateľských závodov.

Železné rudy Uralu. Bakalskoje pole

Pri výstavbe lomov sa na jednoduchšie odstránenie horniny používa technológia výbuchu. Trhacie práce sa vykonávajú s použitím nasledujúcich látok:
  • dusičnan amónny;
  • emulgovaný olej.

Explózia nastane v zlomku sekundy a je schopná zničiť veľké plochy skál. Počas trhacích prác kvalita rudy nijako neutrpí. Najväčší lom nielen v Rusku, ale na celom svete sa nachádza v Belgorodská oblasť, medzi Starým Oskolom a mestom Gubkin.


Volá sa Lebedinský, pre svoju veľkosť a objemy výroby bol dvakrát zapísaný do Guinessovej knihy rekordov - hĺbka 450 m, priemer - 5 km, odhaduje sa, že tu leží 14,6 miliardy ton železnej rudy, asi 133 jednotiek strojov a jeden vyklápač pracuje denne a je schopný dodať až 200 kg rudy.

Pozoruhodným faktom o tomto lome je, že je vystavený záplavám. podzemnej vody. Keby ich neodčerpali, o mesiac by bol tento obrovský lom plný.


Využitie ťažby sa však stáva nemožným, keď je hladina úžitkovej horniny pod 500 metrov. V tomto prípade využívajú výstavbu podzemných baní. Niekedy ich hĺbka dosahuje niekoľko kilometrov. Pod zemou sú vyhĺbené záveje – rozsiahle konáre.

Stroje typu kombajn zapichujú hroty do skaly, rozbíjajú ju a potom ju pomocou nakladačov dopravia na povrch.

Ťažba rudy banskou metódou je pomerne nákladná, pretože si vyžaduje určitú infraštruktúru, ako aj vytvorenie bezpečných podmienok pre prácu ľudí a zariadení. Časté prípady premiestňovania zemných hornín a zrútenia baní, ich zaplavenia a iných katastrof. Preto sa táto metóda v Rusku nepoužíva, keď ruda obsahuje malé percento železa. Aj keď technológie výrobného priemyslu sa neustále vyvíjajú a poskytujú príležitosti na produktívnejšie obohacovanie rúd obsahujúcich železo v malých množstvách.

Metódy obrábania kameňov

Pred aplikáciou jednej z metód obohacovania sa musí výsledná ruda rozdrviť, pretože vrstvy môžu dosiahnuť dva metre. Ďalej sa použije jedna alebo viac metód obohatenia:

Gravitačné oddelenie
  • flotácia;
  • komplexná metóda.

Gravitačné oddelenie je jedným z najlepšie spôsoby výroby Táto metóda sa stala široko používanou kvôli jej nízkej cene. Gravitačná separácia sa používa na oddelenie veľkých a malých častíc hornín od seba. Používajú sa nielen na železo, ale aj na cínové, olovo, zinkové, platinové a zlaté rudy. Potrebné vybavenie pozostáva z vibračnej plošiny, odstredivého stroja a špirály.

Metóda magnetickej separácie je založená na rozdiele magnetických vlastností látok. Vďaka tejto vlastnosti sa táto metóda stáva nepostrádateľnou vo výrobe, keď iné metódy nedávajú požadovaný účinok.

Magnetické oddelenie

Magnetická separácia sa používa na oddelenie nekovových nečistôt zo železnej rudy. Je založený na jednoduchom fyzikálnom zákone – železo sa priťahuje k magnetu a nečistoty sa odplavujú vodou. Zo surovín získaných pomocou magnetu sa vyrábajú pelety alebo horúce briketované železo.

Flotácia je metóda ťažby rudy, pri ktorej sa kovové častice v dôsledku prúdenia spájajú so vzduchovými bublinami chemická reakcia. Na uskutočnenie flotačnej separácie je potrebné, aby výsledná hornina bola homogénna a všetky častice boli rozdrvené na rovnakú veľkosť.

Je tiež dôležité zvážiť kvalitu činidiel, ktoré budú interagovať s požadovaným chemický prvok. Flotácia sa dnes používa najmä na obnovu koncentrátov železnej rudy získaných v dôsledku magnetickej separácie. Výsledkom je, že predtým vyťažené rudy poskytujú ďalších 50 % kovu.

Zriedkavo stačí na získanie potrebných surovín iba jedna separačná metóda. Najčastejšie sa v jednom procese obohacovania používa niekoľko metód a techník. Podstatou komplexná metóda pozostáva z drvenia, čistenia špirálovým triedičom od veľkých nečistôt hornín, spracovania surovín na magnetický separátor. Táto rutina sa niekoľkokrát opakuje, kým sa nevyrobí maximálne množstvo surovín.

Po spracovaní železnej rudy a získaní kovu vo forme HBI (horúce briketované železo) sa táto posiela do elektrometalurgického závodu, ktorý vyrába kovové polotovary štandardných tvarov, ale aj neštandardné podľa individuálnych objednávok. Oceľové polotovary môžu mať niekedy dĺžku až 12 metrov.

Vysokú kvalitu kovu zabezpečujú pokročilé technológie na jeho zhodnocovanie - tavenie elektrickým oblúkom, čím sa výrazne znižuje množstvo nečistôt.

Po hutníckom závode sa oceľ posiela konečným spotrebiteľom – strojárstvu, automobilovým podnikom, pre potrubný, ložiskový a železiarsky priemysel.

Video: Železná ruda

Železná ruda je prírodný minerálny útvar, ktorý obsahuje zlúčeniny železa nahromadené v takom objeme, ktorý postačuje na jej ekonomickú ťažbu. Samozrejme, všetky horniny obsahujú železo. Ale železné rudy sú práve tie železnaté zlúčeniny, ktoré sú na túto látku také bohaté, že umožňujú priemyselnú extrakciu kovového železa.

Druhy železných rúd a ich hlavné charakteristiky

Všetky železné rudy sa značne líšia svojim minerálnym zložením a prítomnosťou škodlivých a prospešných nečistôt. Podmienky ich vzniku a napokon aj obsah železa.

Hlavné materiály, ktoré sú klasifikované ako ruda, možno rozdeliť do niekoľkých skupín:

  • Oxidy železa, ktoré zahŕňajú hematit, martit, magnetit.
  • Hydroxidy železa - hydrogoethit a goethit;
  • Silikáty - durynit a chamozit;
  • Uhličitany - sideroplezit a siderit.

V priemyselnom železné rudyželezo je obsiahnuté v rôznych koncentráciách - od 16 do 72%. Medzi prospešné nečistoty obsiahnuté v železných rudách patria: Mn, Ni, Co, Mo atď.. Existujú aj škodlivé nečistoty, medzi ktoré patria: Zn, S, Pb, Cu atď.

Ložiská železnej rudy a banská technológia

Existujúce ložiská železnej rudy sa podľa pôvodu delia na:

  • Endogénne. Môžu byť magmatické, predstavujú inklúzie titanomagnetitových rúd. Môžu tu byť aj inklúzie karbonátu. Okrem toho sú tu šošovkovité, listovité ložiská skarn-magnetitu, ložiská sopečno-sedimentárnych vrstiev, hydrotermálne žily, ako aj nepravidelne tvarované rudné telesá.
  • Exogénne. Ide najmä o ložiská hnedej železnej rudy a sedimentárne vrstvy sideritov, ako aj ložiská thuringitových, chamozitových a hydrogoethitových rúd.
  • Metamorfogénne sú ložiská železitých kremencov.

Maximálne objemy ťažby rúd vyvolávajú značné zásoby a spadajú na prekambrické železité kremence. Menej časté sú sedimentárne hnedoželezné rudy.

Pri ťažbe sa rozlišujú bohaté rudy a tie, ktoré vyžadujú obohatenie. Priemysel, ktorý vyrába železnú rudu, vykonáva aj jej predbežné spracovanie: triedenie, drvenie a vyššie uvedené zušľachťovanie, ako aj aglomeráciu. Priemysel ťažby rúd sa nazýva priemysel železnej rudy a je surovinovou základňou pre metalurgiu železa.

Aplikácie

Železná ruda je hlavnou surovinou na výrobu liatiny. Ide do výroby v otvorenom ohni alebo konvertoroch, ako aj na získavanie železa. Ako je známe, široká škála výrobkov sa vyrába zo železa, ako aj z liatiny. Nasledujúce priemyselné odvetvia potrebujú tieto materiály:

  • Strojárstvo a kovoobrábanie;
  • Automobilový priemysel;
  • Raketový priemysel;
  • Vojenský priemysel;
  • Potravinársky a ľahký priemysel;
  • Stavebný sektor;
  • Výroba a preprava ropy a plynu.